[发明专利]一种基于新型优化模型的孤立分布式电网配置方法

权利要求书

1.一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征包括如下步骤：

S1.搭建孤立的分布式发电系统，包括发电单元和储能单元，发电单元由太阳能板和风机组成，储能单元由蓄电池、电解池、燃料电池以及氢气罐组成，系统还包括逆变器；

S2.事先定义好供发电设备的工作优先级，确定好电力设备开始或者停止工作的条件，给定系统的运行策略；工作优先级是蓄电池先充放电，氢气单元处于下一个优先级；系统运行时，会检测发电单元的发电量P_gen(t)和负载的电量需求P_Load(t)，通过两者的关系判断，给出系统的工作状态；

S3.在满足供电可靠性的前提下，求解分布式电网系统的最优配置，使得系统总成本C_total达到最小；供电可靠性用缺电率LPSP描述，它是一年内缺电累积时间与总时间的比值；

S4.为该分布式发电系统进行目标函数的建模，构建优化模型，系统的总成本C_total由三种成本/收益模型组成，包括设备成本C_DEC，电能浪费成本C_EWC，氢气所获收益C_HPC；

S5.设备成本C_DEC由投资成本C_INV，系统维护成本C_OM以及设备替换成本C_REP组成；

S6.系统的成本必须满足相关的约束条件，在优化模型中组成系统的各种设备数量必须为正整数；系统的供电可靠性LPSP缺电率需要满足预设定的要求；

S7.所构建的优化模型，运用基于排序的实数编码方式的蚁群算法进行求解。

2.如权利要求1所述的一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征在于，步骤S1中的太阳能板、风机、蓄电池、电解池、氢气罐、燃料电池是本模型求解的关键设备，电解池、氢气罐、燃料电池组成氢气单元，太阳能板和风机互补发电、蓄电池以及氢气单元合理充放电保证了系统的高可靠性供电。

3.如权利要求1或2所述的一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征在于，该系统需要配置的变量有：太阳能板的数量N_PV，风机的数量N_WG，蓄电池的数量N_Bat以及氢气罐的数量N_HY，且变量均为正整数，电解池、燃料电池、逆变器数量均为1。

4.如权利要求1所述的一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征在于，分布式发电系统的运行遵循给定的策略，在运行过程中，以电量的供求关系为衡量，当供大于求的时候，优先启用蓄电池进行能量存储，当蓄电池充满后，再考虑电解池，将电能转换为氢能存储；当供不应求的时候，优先启动蓄电池进行能量释放，当蓄电池能量不足时，再考虑启动燃料电池，将氢气罐中的氢能转换为电能。

5.如权利要求1或4所述的一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征在于，假设逆变器的效率为η_Inv，若P_gen(t)＝P_Load(t)/η_Inv，则储能单元不工作；若P_gen(t)P_Load(t)/η_Inv，则先给蓄电池充电直至满额，接着启动电解池将电能转换为氢气，存储在氢气罐中；若P_gen(t)P_Load(t)/η_Inv，则优先使用蓄电池为负载供电，如果供电依旧不足，那么接着启动燃料电池为负载供电。

6.如权利要求1所述的一种基于优化模型的孤立分布式电网配置方法，其特征在于，步骤S3和S4中系统配置的目标函数为：

C_total＝C_DEC+C_EWC-C_HPC

其中氢气产生的利润C_HPC，可以减小系统总成本。